Il grafene, cos’è e come può aiutarci

Ormai da qualche anno, il grafene viene considerato il materiale destinato a rivoluzionare il futuro di numerosi ambiti industriali e settori produttivi. Ma di cosa si tratta esattamente? Il grafene corrisponde a uno strato estremamente sottile costituito da un solo atomo di carbonio collegato con gli altri tramite una struttura a nido d’ape. Fino a 15 anni fa, del grafene si ignorava perfino l’esistenza: a scoprirlo sono stati nel 2004 due ricercatori russi. Ebbene, nel corso degli anni successivi sono state verificate le straordinarie doti del grafene, che non è solo un eccellente conduttore elettrico, ma ha anche il pregio di essere fino a duecento volte più resistente dell’acciaio.

Come è fatto il grafene

Si tratta di un materiale che è quasi trasparente, ma che è al tempo stesso denso a tal punto che neppure l’elio è in grado di attraversarlo. Il grafene, poi, è il miglior conduttore termico che si sia scoperto fino a questo momento, è estremamente leggero ed è flessibile, ma comunque duro come il diamante. In natura non è presente, ma lo si ricava dalla grafite: per il momento sono solo dieci in tutto il mondo i Paesi che lo producono e che lo distribuiscono nel resto del pianeta, ma gli studiosi stanno sperimentando vie di produzione alternative, addirittura dalla corteccia di eucalipto o dai rifiuti cittadini.

Quando e dove si usa

Gli ambiti di applicazioni sono davvero numerosi, anche perché il grafene merita di essere annoverato tra i materiali più duri dal punto di vista della resistenza. Vi si ricorre, per esempio, per la produzione di filtri destinati alla depurazione di acqua e aria, ma anche per realizzare dei transistor molto veloci, o ancora per creare delle vele solari che consentono di viaggiare nello spazio. Dai vestiti grazie a cui è possibile ricaricare lo smartphone agli schermi olografici, il grafene si presta a una grande varietà di utilizzi, ma quelli più sorprendenti sono forse gli impieghi nel settore delle infrastrutture e in ambito edile. Interchimica, un’azienda italiana, ha deciso di aggiungere il grafene al bitume per prevenire la comparsa di irregolarità e buche nelle strade asfaltate.

Il grafene nelle strade asfaltate

Interchimica è una delle realtà più note a livello internazionale nel campo degli additivi per l’asfalto: ha scoperto che grazie al grafene è possibile migliorare non solo le prestazioni delle pavimentazioni stradali, ma anche la loro efficienza, il livello di sicurezza garantito e la loro ecocompatibilitò. Gipave è il supermodificante a base di grafene che è stato messo a punto in collaborazione con Directa Plus, e il suo scopo è proprio quello di prolungare la durata delle pavimentazioni. 

Perché l’asfalto al grafene è più performante

La resistenza al passaggio dei veicoli dell’asfalto al grafene è superiore del 35 per cento rispetto a quella garantita dagli asfalti normali; al tempo stesso, si è rilevato che sono inferiori del 40 per cento le tracce lasciate al passaggio dagli pneumatici. Certo, di strada da percorrere ce n’è ancora molta, perché per il momento il grafene ha ancora costi molti alti e in più la sua produzione richiede molta energia, indispensabile per far sì che i legami che tengono insieme la grafite possano essere rotti. Vale la pena di continuare a investire, però, perché si parla di un nanomateriale che permette di beneficiare di alte performance a percentuali contenute: insomma, la resistenza garantita è destinata a ripagare l’energia e il costo. 

Investire sul grafene conviene?

I numeri aiutano a capire che è comunque conveniente investire sul grafene per le pavimentazioni stradali: se è vero che i costi di produzione crescono tra il 10 e il 15 per cento, è altrettanto vero che l’aumento stimato per la durata degli asfalti può raggiungere il 250 per cento. E i vantaggi non finiscono qui, dal momento che tutti gli strati utilizzati possono comunque venire riciclati, per esempio per la realizzazione di altre strade: il che è estremamente positivo dal punto di vista ecologico perché permette di limitare l’estrazione di materiali nuovi. 

Conosciamo il grafene più da vicino

I singoli atomi di carbonio che compongono il grafene sono collocati ai vertici di un reticolo che ha la forma di un esagono i cui angoli sono di 120 gradi. Dell’esistenza del grafene si parlava da lungo tempo, molto prima che il materiale fosse effettivamente osservato per la prima volta. Nel 2010, i due studiosi che lo hanno scoperto si sono visti assegnare il Premio Nobel per la Fisica. Le applicazioni che gli scienziati ipotizzano, stanno studiando o hanno già messo a punto spaziano dalla ricerca militare alle scienze aerospaziali, ma comprendono anche la medicina e l’elettronica di consumo: il materiale, infatti, potrebbe essere utilizzato anche per la realizzazione delle batterie e degli schermi dei device.